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生命の内側に迫るNanolive社の顕微鏡「3D Cell Explorer」
成功事例 www.baslerweb.com 生命の内側に迫るNanolive社の顕微鏡「3D Cell Explorer」と BaslerのUSB3.0対応カメラ「ace」 顧客 社の技術が使用されており、特別なトレーニングなしで操作できま す。 顧客:Nanolive SA 場所：スイス・エキュブラン 業種：バイオテクノロジー 導入年：2015年 用途 2013年11月にスイス・ローザンヌのEPFLイノベーションパークに設立 されたスタートアップ企業のNanolive社は、業界に先駆けて、損傷 を与えることなく生細胞を3D画像で観察できる画期的な顕微鏡を 開発しました。細胞は地球上のすべての生物の根幹を成すもので す。そのため、今回の開発は、顕微鏡の歴史における大きな一歩とし て、教育、生物学、医薬、化粧品、実験、工業などにおけるあらゆる 常識を覆すものとなる可能性を秘めています。 Nanolive社の顕微鏡「3D Cell Explorer」とその専用ソフトウェア「STEVE」 では、その仕組みはどうなっているのでしょうか？3D Cell Explorer は、ホログラフィーと回転スキャンを組み合わせることで、細胞を伝 わる光の強度変化を検出します。サンプルは、回転式照明アーム （上）と高開口数の乾燥系対物レンズ（下）の間に置かれます。ダイ オードレーザーから照射された緑色光（520nm）は、物体光と参照 光 に分けられ、その光路がマッハツェンダー干渉計の一方のアーム を形成します。 2014年にノーベル化学賞を受賞したエリック・ベツィグ氏は、 「生細 胞の観察は、非常に重要です。なぜなら、生細胞は生命が営まれる 場所であり、生命そのものを形作るものだからです」と話します。 Nanolive社の顕微鏡は、今まで観察できなかった生細胞の新たな 側面を鮮明に表示することができ、準備に多大な労力と時間がかか るような特別な操作も必要ありません。また、化学品やマーカーを 全く使用する必要がないため、細胞を一切傷つけることなく、最大 200nmの解像度で観察することが可能です。 3D Cell Explorerという名前のこの顕微鏡は、全く新しい形式を採 用することにより、細胞の形態を3D画像で迅速かつ完全に再現しま す。 ソリューションとメリット 3D Cell Explorerには、光量が少ない環境での撮影を可能にする 技術が使用されています。人体の内部を観察するために病院で使用 されているMRIスキャンやCTスキャンと同様に、Nanolive社の顕微 鏡は生細胞の屈折率を測定して正確な断層画像を撮影することに より、実際に細胞の内部にある細胞核や細胞小器官といった内部 構造の観察を初めて可能にしました。3D Cell Explorerの登場によ り、研究者が生細胞の内部で何が起こっているのかを「推測」する 必要がなくなりました。刺激や薬品が細胞に対して及ぼす影響を実 際に観察し、正確に測定することができるので、研究者の研究の幅 が広がり、高性能な製品の開発が可能になります。 Nanolive社の顕微鏡「3D Cell Explorer」には、回折限界をはるか に超えた解像度で様々な細胞部位の物理的な屈折率を検出する同 1 物体光は、回転式照明アームを通って非常に急な角度でサンプルに 照射されます。そして、サンプルを透過した光と参照光を重ね合わせ ることで、ホログラムがデジタルカメラ（BaslerのUSB3.0対応カメラ 「ace」、型番：acA2000-165um）に記録されます。その後、サンプル の物体光を小さな角度で何度も回転させながら、照射部位1つにつ き、1つのホログラムを記録します。 すべてのホログラムの撮影が完了したら、コンピューター処理によ り、サンプルの各平面を捉えた高解像度の画像が作成されます。こ こでは、合成開口と複数視点によるホログラム撮影法を利用するこ とで、画質を向上させています。 同様の用途向けに、Nanolive社では直感的に操作できるユニーク なソフトウェア「STEVE」も開発しました。このソフトウェアでは、3D で捉えた細胞の任意の部位にラベルやマーカーをつけるための機 能として「バーチャルブラシ」と「デジタルペイント」を搭載してお り、細胞の物理的特性（屈折率）に応じて目印をつけることができ ます。STEVEは、同じ屈折率のエリアを自動的に検出し（細胞小器官 ごとに光学特性が異なります）、デジタル方式で同じ色に染色しま す。試用版のSTEVEは、Nanolive社のホームページから直接ダウン ロードできます。その他のサポートとして、Nanolive社では導入用 ビデオと導入マニュアルも提供しています。 Nanolive社CEOのYann Cotte氏は、次のようにコメントしています。 「3D Cell Explorerは、新たな発見につながるツールです。私たち は、すべての潜在的な研究分野を発掘するためのスタート地点に立 ったに過ぎません。3D Cell Explorerでは、細胞のプロセスや動態 をリアルタイムに観察し、一つの細胞に含まれる細胞レベル以下の 構造に対して、様々なパラメーターを利用した分析が可能になって います」 詳細情報 http://www.nanolive.ch 使用したテクノロジー Basler acA2000-165um （細胞挙動の連続タイムラプス撮影に使用） Basler acA2000-165um Nanolive社製3D Cell Explorer 専用ソフトウェアSTEVE ©Basler AG, 11/2015 法的責任の免責事項およびプライバシーに関する声明については www.baslerweb.com/disclaimer-jp の情報をご覧下さい Basler AG ドイツ、本社 USA アジア Tel. +49 4102 463 500 Tel. +1 610 280 0171 Tel. +65 6367 1355 Fax +49 4102 463 599 Fax +1 610 280 7608 Fax +65 6367 1255 [email protected] [email protected] [email protected] www.baslerweb.com